20,0 mL de uma solução de amônia reagem exatamente com 0,392 g de \mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{4}, proveniente de uma solução 0,25 mol / L desse ácido, originando um sal de amônio. A concentração em g/L da solução de amônia é:

Passo 1

Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede (tudo pegado do enunciado e colocado em notação precisa):
  • Volume da solução de amônia: 20,0\\ \mathrm{mL}.
  • Massa de \mathrm{H_2SO_4} que reagiu: 0,392\\ \mathrm{g}.
  • A massa de \mathrm{H_2SO_4} vem de uma solução de concentração 0,25\\ \mathrm{mol/L}.
  • O que o exercício pede: a concentração da solução de amônia em \mathrm{g/L} (ou seja, quantos gramas de \mathrm{NH_3} por litro de solução).

Passo 2

Calcular quantos mols de \mathrm{H_2SO_4} correspondem a 0,392\\ \mathrm{g}. A fórmula para converter massa em mols é:
n=\frac{m}{M},
onde n é o número de mols, m é a massa em gramas e M é a massa molar em \mathrm{g/mol}.
A massa molar aproximada do ácido sulfúrico é \,M_{\mathrm{H_2SO_4}}=98{,}08\\ \mathrm{g/mol}. Portanto
n_{\mathrm{H_2SO_4}}=\frac{0,392}{98{,}08}=0{,}00400\\ \mathrm{mol}.
(O valor foi arredondado mantendo dígitos significativos coerentes.)

Passo 3

Verificação rápida usando a informação da concentração da solução de ácido: a concentração dada é 0,25\\ \mathrm{mol/L}. O volume de solução de ácido que contém 0,00400\\ \mathrm{mol} seria
V=\frac{n}{c}=\frac{0{,}00400}{0{,}25}=0{,}0160\\ \mathrm{L}=16{,}0\\ \mathrm{mL},
o que é coerente com a massa indicada de \mathrm{H_2SO_4}. Isso confirma que os dados são consistentes.

Passo 4

Escrever a equação química balanceada e interpretar a estequiometria. A reação entre \mathrm{H_2SO_4} e amônia \mathrm{NH_3} forma sulfato de amônio:
\mathrm{H_2SO_4} + 2\,\mathrm{NH_3} \longrightarrow (\mathrm{NH_4})_2\mathrm{SO_4}.
Isto significa que 1 mol de \mathrm{H_2SO_4} reage com 2 mols de \mathrm{NH_3}.

Passo 5

Calcular os mols de \mathrm{NH_3} consumidos, usando a estequiometria:
n_{\mathrm{NH_3}} = 2 \times n_{\mathrm{H_2SO_4}} = 2 \times 0{,}00400 = 0{,}00800\\ \mathrm{mol}.
Esse é o número de mols de \mathrm{NH_3} presentes nos 20{,}0\\ \mathrm{mL} da amônia titrada.

Passo 6

Converter os mols de \mathrm{NH_3} em massa. A massa molar da amônia é aproximadamente \,M_{\mathrm{NH_3}}=17{,}03\\ \mathrm{g/mol}. A massa de \mathrm{NH_3} é
m_{\mathrm{NH_3}} = n_{\mathrm{NH_3}}\cdot M_{\mathrm{NH_3}} = 0{,}00800 \times 17{,}03 = 0{,}1362\\ \mathrm{g}.

Passo 7

Calcular a concentração em \mathrm{g/L}. Primeiro converter o volume de amônia para litros:
V_{\text{amônia}} = 20{,}0\\ \mathrm{mL} = 0{,}0200\\ \mathrm{L}.ô
A concentração em gramas por litro é
c_{\mathrm{g/L}}=\frac{m_{\mathrm{NH_3}}}{V_{\text{amônia}}}=\frac{0{,}1362}{0{,}0200}=6{,}81\\ \mathrm{g/L}.ô
(Arredondei para três algarismos significativos, coerente com os dados fornecidos.)

Resposta

6{,}81\\ \mathrm{g/L}

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